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2026年水声工程（水声应用）考题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种水声技术主要用于水下目标的定位？
A. 水声通信技术
B. 水声探测技术
C. 水声导航技术
D. 水声成像技术
2. 关于水声换能器，下列说法错误的是？
A. 能实现电能与声能的相互转换
B. 其性能不影响水声系统整体性能
C. 不同类型换能器适用于不同工作频率
D. 是水声设备的关键部件
3. 水声信号处理中，常用的滤波方法是为了？
A. 增强信号强度
B. 改变信号频率
C. 去除噪声干扰
D. 提高信号分辨率
4. 以下哪项不属于主动式水声探测系统的组成部分？
A. 发射换能器
B. 接收换能器
C. 信号处理单元
D. 海洋噪声源
5. 水声传播损耗与下列哪个因素关系最为密切？
A. 海水温度
B. 海水盐度
C. 传播距离
D. 海洋生物种类
6. 用于水下目标识别的水声特征参数主要是？
A. 声强
B. 频率
C. 波形
D. 以上都是
7. 下列哪种水声应用场景对定位精度要求最高？
A. 水下考古探测
B. 水下资源勘探
C. 水下机器人导航
D. 水下通信
8. 水声工程中，提高水声系统分辨率的主要途径是？
A. 增大发射功率
B. 采用宽带信号
C. 增加换能器数量
D. 降低工作频率
9. 关于水声信道，下列描述正确的是？
A. 是理想的无干扰通信通道
B. 特性稳定，不随时间变化
C. 存在多径传播等复杂现象
D. 只对低频信号有衰减
10. 以下哪种水声技术可用于水下地形测绘？
A. 侧扫声呐技术
B. 水下激光扫描技术
C. 水声通信技术
D. 水声导航技术

第II卷（非选择题 共70分）
答题要求：请将答案写在相应位置，答题时应规范书写，条理清晰。

二、填空题（共20分）
1. 水声工程中常用的坐标系有（ ）坐标系、（ ）坐标系等。（4分）
2. 水声换能器的主要性能指标包括（ ）、（ ）、（ ）等。（6分）
3. 水声信号处理的主要环节包括（ ）、（ ）、（ ）等。（6分）
4. 主动式水声探测系统的工作原理是发射（ ）信号，接收目标反射回来的（ ）信号进行处理分析。（4分）

三、简答题（共20分）
1. 简述水声传播损失的主要影响因素。（10分）
2. 说明水声换能器在水声工程中的重要作用。（10分）

四、材料分析题（共15分）
材料：在某海域进行水声探测实验，使用了一款新型的主动式水声探测设备。实验中发现，该设备在探测距离和分辨率方面表现较好，但在复杂海况下，信号出现了明显的畸变。经过分析，发现是由于海水中存在较强的温跃层和盐跃层，导致水声传播路径复杂，产生了多径传播现象。

问题：
1. 请分析多径传播对水声探测信号产生畸变的原因。（7分）
2. 针对这种情况，你认为可以采取哪些措施来改善探测效果？（8分）

五、论述题（共15分）
论述水声工程在海洋资源开发中的重要作用以及面临的挑战与应对策略。要求：字数不少于300字。

答案
1. B
2. B
3. C
4. D
5. C
6. D
7. C
8. B
9. C
10. A

二、填空题答案
1. 笛卡尔、球
2. 灵敏度、指向性、工作频率范围
3. 信号采集、信号处理、目标参数估计
4. 声、回波

三、简答题答案
1. 水声传播损失的主要影响因素包括：传播距离，距离越远损失越大；海水介质特性，如温度、盐度、密度等变化会影响损失；海水中的悬浮颗粒等杂质也会增加损失；声波频率，高频声波传播损失相对较大。
2. 水声换能器在水声工程中的重要作用：是实现电能和声能相互转换的关键部件，能发射和接收水声信号；其性能直接影响水声设备的探测、通信、导航等功能的实现；不同类型换能器适用于不同工作频率和应用场景，决定了水声系统的性能和适用范围。

四、材料分析题答案
1. 多径传播导致水声探测信号畸变的原因：不同路径的声波到达接收端的时间不同，产生时间差，叠加后使信号波形发生改变；各路径声波的幅度和相位不同，相互干涉会造成信号强度和频率分布变化，从而导致信号畸变。
2. 改善探测效果的措施：采用多阵元接收技术，利用多个阵元接收信号，通过信号处理算法来分离和合并多径信号，提高信号质量；开发自适应信号处理算法，根据实际海况实时调整处理策略，补偿多径传播带来的影响；优化探测设备的工作频率，选择在该海域多径传播影响较小的频率范围工作。

五、论述题答案
水声工程在海洋资源开发中的重要作用：在海洋矿产资源开发中，可通过水声探测技术精确确定矿产位置和储量；在海洋生物资源捕捞中，利用水声设备探测鱼群位置和活动规律，提高捕捞效率；在海洋能源开发如海洋温差能、潮汐能利用中，水声技术用于监测海洋环境参数和设备运行状态。面临的挑战：水声传播环境复杂，存在多径传播、噪声干扰等问题，影响信号处理和目标探测精度；水声设备的功耗较大，续航能力有限，限制了其在深海等长时间作业的应用；不同国家和地区对水声频段的管理和使用存在差异，可能导致频率干扰。应对策略：加强水声传播理论研究，开发更先进的信号处理算法，提高对复杂水声环境的适应能力；研发低功耗、高性能的水声设备，采用新型能源供电或优化能源管理；加强国际间水声频段管理的协调与合作，制定统一规范，避免频率冲突。